核心观点与关键数据
4GHz频段(4.4-4.94GHz)是美国引领全球无线和下一代人工智能创新的关键频段。该频段位于核心中频带区域,能够支持未来先进网络能力所需的宽带,且已与现有的全球5G和6G标准及设备生态系统保持一致。
频段优势:
- 位置优越:覆盖范围和容量的平衡,适合先进的无线服务、家庭宽带以及新兴的AI赋能应用。
- 连续通道:为创建未来人工智能原生6G部署所需的宽连续授权信道提供机会。
- 成熟生态:受益于现有的3GPP标准、商用芯片组和网络设备,降低部署成本并加速商业化。
AI需求:
- 无线流量激增,人工智能流量激增,需要额外的商业频谱,尤其是高容量中频段。
- 若缺乏额外频谱,将制约美国AI领先地位,预计到本世纪末美国经济损失1.4万亿美元。
- 大频道是满足AI需求的关键,高级感知功能需要约200兆赫兹宽或更宽的信道。
4GHz机遇:
- 美国已获授权频谱储备的重要组成部分,与上行C波段、2.7GHz及较低频段7GHz共同构成基石。
- 美国面临短暂窗口期,需确保在6G和人工智能基础设施领域占据领先地位。
- NTIA已批准研究4.4GHz频段的计划,应于今年秋季启动正式研究,并设定2028年前完成频谱识别,2030年前完成FCC拍卖的目标。
全球协调:
- 美国应在WRC-27会议上支持4GHz频段的全球使用,以应对中国的频谱野心。
- 4GHz频段具有强大的全球普及潜力,有助于降低设备成本、扩大网络规模,并确保美国的全球技术领导地位。
当前4GHz运行概述
4.4-4.94 GHz频段目前分配给联邦政府使用,主要用于国家安全、公共安全和政府通信等目的,包括固定和可移动的点对点链路、军事指挥控制网络、飞机和无人机数据链、船岸通信、飞行测试和武器试验场遥测、执法监控以及能源系统监测。
频段使用特点:
- 大部分频段使用权由战争部、国土安全部、司法部和能源部掌握。
- 这些操作绝大多数都广为人知、理解透彻,且范围有限,通常集中在联邦设施或其他可识别的操作区域。
- 许多使用4GHz频段的系统主要用于海外战场的实战环境,在美国主要在专用设施中进行训练演习。
共存与频谱利用率提升之路
待研究的整体频段超过500兆赫兹,然而许多现有政府系统仅需几兆赫兹即可有效运行,或仅在特定时间或地点运行,这为该频段进行合理化改造和现代化升级提供了良好契机。
提升途径:
- 通过更严格的渠道管理、重新包装或地理协调,保留在岗任务,同时为商业无线使用释放出大片的连续频段。
- 点对点微波链路使用高方向性天线,可以通过使用比目前为此用途分配的更少总频谱来更高效地管理。
- 4GHz链路密度远低于6 GHz频段,凸显了将联邦使用更高效整合的一个明显机会。
初步研究揭示频谱可用性
现实世界的驱动测试强化了这样一种认识:该频段在全国大部分地区目前相对未被充分利用。当前使用高度针对特定任务、地域集中且通常断续,测试显示,该频段在大部分时间都处于闲置状态。
测试结果:
- 在芝加哥,为期两周的研究期间,政府频谱使用始终仅限于两个频道,信号相对较窄,且位于频段的最顶端。
- 在丹佛,驱动测试显示结果相似,只有三个信号持续了数分钟以上,且均高于4.88吉赫兹。
- 在圣地亚哥/诺福克,军事设施的使用差异很大,与诺福克不同,圣地亚哥外部的彭德尔顿海军陆战队基地并未出现4GHz频段的使用。
已验证的工具可确保双赢机遇
政府可以通过迅速行动在4GHz频段上,为国家及经济安全赢得重大胜利。
工具与机制:
- 对每个系统进行考察,以确定最有效、最高效的工具,从而兑现4GHz频段的承诺。
- SRF为将4GHz商业化从政策愿景转变为可执行计划提供了机制,旨在帮助联邦机构承担为新拍卖的商业用途提供资金支持的成本。
- AWS-3迁移过程为4GHz频段提供了重要先例,表明包含多个系统和机构的复杂联邦频段可以通过系统性地重新打包、迁移或协调来释放宝贵的商业频谱资源。
系统概览与下一步
案例研究:系留气球雷达系统(TARS)
- TARS使用系泊在约10000英尺高度的气球作为雷达平台,以监控南部边境的可疑空中交通。
- 利用现有工具可能与TARS共存,最佳方法可能是对现有地点进行直接的地理保护,尤其是在偏远地区。
下一步:
- 政府应迅速行动,在4GHz频段上为国家及经济安全赢得重大胜利。
- 4GHz频段审查中最有前景的方面之一是,得益于FCC和FAA近年来付出的努力,相邻频段用户关切的问题已基本得到解决。
- 一个60兆赫的防护频段将确保高度计同样能受到新设4.2 GHz以上无线操作的防护。
4GHz 和频谱管道
4GHz频段将为此项工程奠定重要基础。其拥有的可用带宽、优越的传播特性、国际发展势头以及潜在的可用性,使其成为提供下一代网络所需的数百兆赫兹授权中频段频谱的独特优选方案。
频谱管道:
- 上行C频段、2.7GHz频段以及下行7GHz频段,是国家频谱战略和6G领导力计划的关键组成部分。
- 与4GHz频段一起,这些频段能够提供满足国会800兆赫兹要求所必需的规模、多样性和持续授权频谱供应,以跟上快速增长的需求,并确保美国网络拥有在6G领域领先所需的频谱资源。
经济利益:
- 将4GHz频段的大部分用于商业用途将是一项重大的经济利好,推动超过1万亿美元的经济增长,并创造超过600万个就业岗位。
- 增加中频段容量将改善移动服务,并扩大固定无线接入服务的可用性,为更多美国家庭提供价格合理且有竞争力的宽带选择。